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你试过使用python的async么?这里我来告诉你如何做,我们来写出一个可以用的例子 -- 一个可以多人玩的贪吃蛇.
- 介绍.
MMO游戏毫无疑问是当前主流趋势,不管从技术角度还是从流行趋势.曾几何时,写一个MMO游戏是需要大量的预算和非常复杂的底层的编程技术.最近,事情发生变化了.很多基于动态语言的现在框架可以做到处理数以千计的玩家连接.(数以千计,咋一听起来有点挫啊,可是仔细想想一个单独的进程也差不多就是这个级别,大型的MMO都是在这个基础上做多进程扩展).同时html 5和WebSockets标准能够实现网页运行的实时画面游戏.
python可能不是创建可扩展的非阻塞服务器的最流行的工具,尤其和node.js对比.但是最新版本的python瞄准了这一问题.asyncio和async/await能够是异步的语言看起来和常规的代码一样直接.所以我们来通过这些新特性来演示一下如何创建一个MMO游戏. - 变成异步
一个gameserver能够处理大量玩家的并行连接,同时要做到实时.一个方法是创建线程,可是这种方法并不适用.运行几千个线程,cpu就要不停的切换线程(context switching),这样就非常抵消.如果用多进程呢?那更糟糕,因为需要占用更多的内存.使用pyuthon还有一个更大的问题 - 通常python解释器(CPython)设计上不能做到真正的多线程,它的目标是单线程的效率. 这就是它使用GIL(global interpreter lock)的原因,这就使得python不同同时运行代码,来防止共享对象的使用. 一般情况下,解释器切换到另一个线程发生在当前线程正咋等待io或者其他.这确实能够做到费阻塞的io.因为只阻塞在一个线程里.然而,这并不能利用多线程的优势,因为不能够同时运行代码,即使是在多核cpu上面.其实呢, 在单线程里面也是完全可以做到非组赛io的,这样就避免了大量的context-switching.
这种单线程非阻塞的实现通过纯python就可以做到.你需要的是select.你自己要写一个事件循环.这种方法需要你把逻辑都写在一个地方, 然而你的应用会很快变成非常复杂的状态机.有很多框架来简化这个方法,最流行的是tornado和twisted.他们都是通过回调实现了非常复杂的协议.(有点像node.js)这些框架运行自己的事件循环,在特定事件发生时调用你定义的回调.虽然这样已经非常好了,但是这个风格是callback,代码会变得脆弱(不至于吧).和这个相对应的是同步代码.为什么不在一个线程里做到这些呢?
那么我就就要讨论一个新概念, microthreads,(是叫微线程么).意思就是在单线程里面同步运行很多任务.当你调用一个阻塞的任务,背后的"manager"会运行一个事件循环.当一个事件发生,这个manager就会通知等待这个事件的任务.这个任务就继续运行直到遇到一个阻塞,然后有把运行任务交给manager.
microthread 又叫做轻量级线程或者绿色线程.在这个伪线程中运行的任务就叫做tasklets,greenlets或者协程.
python中的microthread最开始的实现是叫做Stackless Python.为什么这个会出名呢?因为EVE online这个游戏.
这个MMO游戏是发生在一个大宇宙,里面有数以千计的玩家发生不同的活动,都是实时的. stackless是一个独立的python解释器,这个解释器去掉了标准的函数调用栈,直接控制流程,这样contextswitch的代价最小.(没看懂replaces standard function calling stack and controls the flow directly to allow minimum possible context-switching expenses. ). 虽然非常高效, 可是这个解释器上能够的lib就非常少. 我们看看eventlet和gevent,通过对标准io进行修改,让io把执行权交给他们自己的内部事件循环.这样就能够把阻塞的代码编程非阻塞的.这个方法的缺点是代码上不太直观.最新版的python介绍了一个原生的协程来作为生成器的高级形式.在python3.4, 引入了asyncio,依赖于原生协程,提供了单线程的同步.但是直到3.5才编程语言的一部分,使用了新的关键字async和await.下面是一个简单的例子,解释了asyncio运行同步任务的情况:
import asyncio
async def my_task(seconds):
print("start sleeping for {} seconds".format(seconds))
await asyncio.sleep(seconds)
print("end sleeping for {} seconds".format(seconds))
all_tasks = asyncio.gather(my_task(1), my_task(2))
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(all_tasks)
loop.close()
我们触发了两个任务,一个睡一秒一个睡两秒.输出如下:
start sleeping for 1 seconds
start sleeping for 2 seconds
end sleeping for 1 seconds
end sleeping for 2 seconds
as u can c,两个任务并没有阻塞住,第二个任务在第一个任务结束之前就开始了. 这是因为asyncio.sleep是一个协程.下一次我们来看一下游戏的事件循环.
